Desenvolvendo Relações de Frequência Não Estacionárias para a Bacia do Rio Pamba, Kerala, Índia, incorporando precursores climáticos dominantes

Resumo. As mudanças climáticas globais contribuem significativamente para o aumento da frequência de extremos hidrológicos. Isso subestima significativamente os parâmetros de projeto hidrológico, trazendo sistemas hidrológicos a um risco aumentado de falha. Para abordar essa preocupação, a prática atual de desenvolvimento de ferramentas de frequência hidrológica precisa ser atualizada, considerando a não estacionaridade. Este estudo primeiramente considerou um conjunto diverso de testes estatísticos para examinar a tendência, pontos de mudança, não estacionaridade e aleatoriedade das séries temporais de escoamento, precipitação e temperatura em escalas que variam de diárias a anuais. As séries temporais de máximas anuais indicaram não estacionaridade em relação ao comportamento estacionário das séries diárias de conjuntos de dados hidrometeorológicos da bacia. Subsequentemente, este estudo desenvolveu as curvas de Frequência de Duração de Temperatura (TDF), Frequência de Duração de Intensidade de Precipitação (IDF) e Frequência de Cheias (FF) da bacia do rio Pamba em Kerala, Índia, parte da qual foi mais severamente afetada pelo evento de inundação de retorno quase centenário de 2018. A análise foi realizada para uma infinidade de combinações de variações nos parâmetros de distribuição com o tempo e drivers climáticos como covariáveis físicas nas formulações de valores extremos. O estudo propôs uma seleção de drivers baseada na coerência de wavelet (WC) da combinação mais dominante de precursores climáticos no desenvolvimento das relações FF e IDF de três locais: Kalloopara, Malakkara e Thumpamon, e a curva TDF da região de Kuttanad na bacia, considerando dados do período de 1985-2015. A estrutura proposta de WC considera efeitos bi-multicais e parciais de oscilações climáticas (COs) como Oscilação Sul de El Niño (ENSO), Dipolo do Oceano Índico (IOD), Oscilação Decadal do Pacífico (PDO) e Oscilação do Atlântico Norte (NAO) na identificação de potenciais drivers. As diferentes formulações de WC capturaram relações em fase entre escoamentos e precipitação com COs em escalas intra-anual, anual e interanual de até 4 anos. Os métodos mostraram que a adição de precursores climáticos melhorou as estimativas NS de quantis de inundação e precipitação ao capturar com mais precisão as magnitudes de escoamentos e chuvas extremas de 2018 e 2021 do que as formulações de covariáveis temporais. No entanto, o papel dos COs em temperaturas extremas não foi encontrado influente no desenvolvimento de relações TDF, o que necessita de investigação adicional.